KR101047675B1 - Optical information reproducing device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 광학 정보 재생 장치의 정보 기록매체(21)에는, 3차원적으로 정보의 기록이 가능하고, 또한 트랙이 설치된 기록부(3)가 포함되어 있으며, 마크 길이 기록 방식으로 트랙을 따라 복수의 기록 마크가 형성되어 정보가 기록된다. 기록 마크에 대하여 트랙 방향을 종방향, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향을 횡방향으로 하는 경우, 본 발명에서는, 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 기록 마크에 대하여, 종방향 길이가 횡방향 길이보다 큰 긴 형상의 기록 마크의 총면적이, 긴 형상 이외의 기록 마크의 총면적보다 크다. 본 발명의 광학 정보 재생 장치에는, 또한, 파장(λ1)의 재생광(22b)을 출사하는 제1 광원(20a)과, 재생광을 기록부에 집광하는 대물렌즈(6)와, 기록부로부터의 반사광으로부터 재생 신호를 검출하는 제1 광 검출기(19a)가 포함된다. 집광되는 재생광은, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 포함한다. 또, 기록부의 트랙 피치는 재생광의 파장(λ1)의 1.3배 이하이다.
The information recording medium 21 of the optical information reproducing apparatus of the present invention includes a recording unit 3 capable of recording information in three dimensions and provided with a track, and a plurality of tracks along the track in a mark length recording method. Record marks are formed to record information. In the case where the track direction is the longitudinal direction with respect to the recording mark and the direction perpendicular to the track direction is the horizontal direction, in the present invention, the longitudinal length is larger than the transverse length with respect to the recording marks located on substantially the same plane. The total area of the recording marks of elongated shape is larger than the total area of recording marks other than the elongated shape. The optical information reproducing apparatus of the present invention further includes a first light source 20a for emitting the reproduction light 22b having a wavelength λ 1 , an objective lens 6 for condensing the reproduction light to the recording unit, and a recording unit from the recording unit. A first photo detector 19a for detecting a reproduction signal from the reflected light is included. The condensed reproduction light includes, as a main component, a polarization component that polarizes in a direction perpendicular to the track direction. The track pitch of the recording unit is 1.3 times or less the wavelength λ 1 of the reproduction light.
Description
본 발명은, 3차원적으로 정보를 기록하는 것이 가능한 정보 기록매체로부터 정보를 재생하는 광학 정보 재생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical information reproducing apparatus for reproducing information from an information recording medium capable of recording information three-dimensionally.
광학 정보 재생 장치는, CD(Compact Disk) 및 DVD(Digital Versatile Disk) 등의 광 디스크나 광 카드 메모리 등의 정보 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 장치이다. 이와 같은 정보 기록매체에 정보를 기록하는 기능을 추가로 구비한 장치(이하, 광학 정보 재생 장치에 있어서 기록 기능을 구비한 것을 광학 정보 기록 재생 장치라고 하는 경우가 있다.)도 제공되고 있다.An optical information reproducing apparatus is a device for reproducing information recorded on an information recording medium such as an optical disc or an optical card memory such as a CD (Compact Disk) and a DVD (Digital Versatile Disk). There is also provided an apparatus which further includes a function of recording information on such an information recording medium (hereinafter, an optical information reproducing apparatus may be referred to as an optical information recording and reproducing apparatus).
더욱 대용량화를 실현하기 위하여, 정보를 3차원적으로 기록할 수 있는 정보 기록매체로서, 복수의 기록층이 적층된 다층 구조의 정보 기록매체가 제공되고 있다. 도 7에는, 이와 같은 다층 구조의 정보 기록매체를 포함하는, 종래의 광학 정보 기록 재생 장치의 일례가 개시되어 있다(예를 들면, 비특허문헌1 참조.).In order to realize a larger capacity, an information recording medium having a multilayer structure in which a plurality of recording layers are stacked is provided as an information recording medium capable of recording information three-dimensionally. In Fig. 7, an example of a conventional optical information recording and reproducing apparatus including such a multi-layered information recording medium is disclosed (see Non-Patent Document 1, for example).
도 7에 도시하는 정보 기록매체(121)에는, 유리 기판(104) 상에 기록부(103)가 설치되어 있으며, 기록부(103)는 기록층(101a~101d)과 중간층(102a~102c)이 교대로 적층됨으로써 형성되어 있다. 즉, 정보 기록매체(121)는, 복수의 기록층이 대물렌즈(각 기록층에 기록광이나 재생광을 집광하기 위한 대물렌즈(106))의 광축 방향(도면 중, Z축 방향)으로 적층되어 있으므로, 3차원적인 정보의 기록이 가능하다.In the
도 7에 도시하는 종래의 광학 정보 기록 재생 장치에는, 기록용 광원(120a) 및 재생용 광원(120b)이 설치되어 있다. 기록용 광원(120a)은 Ti 사파이어 레이저이다. 이 광원(120a)으로부터 출사된, 파장이 790㎚로서 피크 파워(peak power)가 큰 기록광(122a)은, 빔 스플리터(118a)를 통과하여, 빔 익스펜더(123)에 의하여 빔 직경이 확대되며, 또한, 빔 스플리터(118b)를 통과하여, 대물렌즈(106)에 의하여, 3차원적으로 기록 가능한 다층 구조의 정보 기록매체(121)의 목적으로 하는 기록층(도면 중에서는 기록층(101c))에 집광된다(수속광(107)). 집광부에서 발생하는, 예를 들면 2광자 흡수 현상 등과 같은 비선형 흡수 현상을 이용하여, 기록층(101c)에 기록 마크로서 기록 피트(105)를 형성함으로써 정보의 기록이 행해진다.In the conventional optical information recording and reproducing apparatus shown in Fig. 7, the
재생용 광원(120b)은 He-Ne 레이저이다. 이 광원(120b)으로부터 출사된, 파장이 0.6328㎛로서 피크 파워가 작은 재생광(122b)은, 빔 스플리터(118a)에서 -Z축 방향으로 휘어지고, 그 후, 기록광(122a)과 동일한 광로를 경유하여 목적으로 하는 기록층(도면 중에서는 기록층(101c))에 집광된다. 기록 피트(105)에서 반사된 광은, 빔 스플리터(118b)에서 Y축 방향으로 휘어져, 검출 렌즈(111)에서 집광된다. 검출 렌즈(111)의 집광점에는 핀홀을 갖는 핀홀판(114)이 배치되어 있으며, 핀홀을 통과한 광을 광 검출기(119)로 검출함으로써 신호를 재생할 수 있다.The reproducing
도 8은, Z축에 수직인 XY 평면을 도시하고 있으며, 하나의 기록층에 형성된 기록 피트(105)가 모식적으로 도시되어 있다. 도면 중, 기록 피트(105)에는 해칭 (hatching)이 실시되어 있다. 또, 파선(破線)으로 도시된 정사각형은 미기록 피트를 나타내고 있다. 기록 피트(105)는 정사각형이고, Y축 방향의 피트 사이즈인 마크 길이(도면 중, ML로 나타낸다.)는 0.5㎛, 트랙 피치(도면 중, TP로 나타낸다.)는 1㎛이다. 또한, 도면 중, Y축 방향은 트랙 방향을 나타내고, X축 방향은 트랙 방향에 대하여 수직인 방향을 나타내고 있다.8 shows an XY plane perpendicular to the Z axis, and a
도 8에 도시한 바와 같이, 상기 종래의 광학 정보 기록 재생 장치에서의 정보의 기록은, 기록 피트의 크기는 동일하고, 피트 형성의 유무에 따라 정보가 기록되는 마크 포지션 기록이다. 이 마크 포지션 기록보다 한층 당 기록 용량을 크게 할 수 있는 기록 방식으로서, 마크 길이 기록 방식이 있다. 마크 길이 기록 방식이란, 기록 마크의 길이를 변화시킴으로써 기록을 행하는 방법으로, 마크 포지션 기록에 비하여 한층 당 기록 용량을 2배 이상 정도로 하는 것도 가능하다.As shown in Fig. 8, the recording of information in the conventional optical information recording and reproducing apparatus is a mark position recording in which information is recorded in the same size of the recording pit and whether or not the pit is formed. There is a mark length recording method as a recording method which can make the recording capacity larger per mark than this mark position recording. The mark length recording method is a method of recording by changing the length of a recording mark, and it is also possible to make the recording capacity more than twice as much as the mark position recording.
비특허문헌 1: 가와다 요시마사(河田善正): "펨토초 레이저를 이용한 3차원 광 메모리", 옵트로닉스 pp.138-142(2001년) [Non-Patent Document 1] Yoshimasa Kawada: "Three-dimensional Optical Memory Using a Femtosecond Laser", Optronics pp. 138-142 (2001)
그러나, 상기 종래의 장치에서는, 목적으로 하는 기록층(예를 들면, 도 7에 도시하는 기록층(101c))에 기록된 정보를 재생할 때, 보다 가까운 쪽(광 입사측, 대물렌즈(106)측)에 위치하는 기록층(101a, 101b)에 형성된 기록 피트에 의하여, 수속광(107)의 회절 손실이 발생하여 광이 손실되고, 정보의 재생이 곤란하게 된다는 문제가 있었다. 즉, 가까운 쪽에 있는 기록층의 층수가 많은 경우, 목적으로 하는 기록층에 도달할 때까지 광이 지나치게 감쇠하여 재생 불가능하게 되기 때문에, 층수가 많은 대용량의 정보 기록매체에 대하여 정보를 재생하는 것이 곤란하였 다.However, in the above conventional apparatus, when reproducing the information recorded in the target recording layer (for example, the
본 발명의 광학 정보 기록매체는, 3차원적으로 정보의 기록이 가능하고, 또한 소정의 트랙 피치를 갖는 트랙이 설치된 기록부를 포함하고 있으며, 마크 길이 기록 방식으로 상기 기록부의 상기 트랙을 따라 복수의 기록 마크가 형성됨으로써 정보가 기록되고, 상기 기록 마크에 대하여 트랙 방향을 종방향으로 하고, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향을 횡방향으로 하는 경우에, 실질적으로 동일 평면상에 위치하는 기록 마크에 있어서, 종방향 길이 쪽이 횡방향 길이보다 큰 긴 형상의 기록 마크의 총면적이, 긴 형상 이외의 형상을 갖는 기록 마크의 총면적보다 큰 정보 기록매체와, 파장(λ1)의 재생광을 출사하는 제1 광원과, 상기 제1 광원으로부터 출사된 재생광을 상기 정보 기록매체의 기록부에 집광하는 대물렌즈와, 상기 기록부로부터의 반사광을 수광하여 재생 신호를 검출하는 제1 광 검출기를 포함하는 광학 정보 재생 장치로서, 상기 정보 기록매체의 트랙 피치는, 상기 재생광의 파장(λ1)의 1.3배 이하이고, 상기 재생광은, 상기 정보 기록매체에 집광될 때, 상기 정보 기록매체의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 포함하는 것을 특징으로 한다. 단, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 포함한다는 것은, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분의 진폭이 다른 편광 성분보다 크다는 것이다. 또, 여기서 말하는 트랙은, 트랙 홈이 형성되어 있는 구성에 더하여, 트랙 홈이 형성되어 있지 않으며, 기록 마크가 형성되어 있지 않은 상태에서는 기록 마크를 기록해 가는 경로로서 트랙이 가상적으로 상정되어 있는 구성도 포함하는 것으로 한다.The optical information recording medium of the present invention includes a recording unit capable of recording information in three dimensions and provided with a track having a predetermined track pitch, and a plurality of tracks along the tracks of the recording unit in a mark length recording manner. In the case where the recording mark is formed, information is recorded, the track direction is set to the longitudinal direction with respect to the recording mark, and the direction perpendicular to the track direction is set to the transverse direction. , claim that the longitudinal length side is emitted to the lateral length of the larger of the long recording mark shape total area, the total area larger than the information recording medium of the recording mark has a shape other than the long shape, reproducing light having a wavelength (λ 1) A light source, an objective lens for condensing the reproduction light emitted from the first light source to the recording unit of the information recording medium, and the reflected light from the recording unit. An optical information reproducing apparatus comprising a first optical detector for the optical detecting a reproduction signal and a track pitch of the information recording medium, and more than 1.3 times that of the reproduction light wavelength (λ 1), the reproducing light, the information And a polarization component which polarizes in a direction perpendicular to the track direction of the information recording medium when the light is collected onto the recording medium as a main component. However, the inclusion of a polarization component that polarizes in a direction perpendicular to the track direction as a main component means that the amplitude of the polarization component that polarizes in the direction perpendicular to the track direction is larger than other polarization components. In addition, the track referred to here is a configuration in which the track is virtually assumed as a path for recording the recording mark in a state in which the track groove is not formed and the recording mark is not formed in addition to the configuration in which the track groove is formed. We shall include.
또한, 본 발명의 광학 정보 재생 장치는, 정보의 재생 기구와 함께 기록 기구를 구비한 광학 정보 기록 재생 장치를 포함한다.The optical information reproducing apparatus of the present invention also includes an optical information recording and reproducing apparatus provided with a recording mechanism together with the information reproducing mechanism.
도 1은 본 발명의 광학 정보 재생 장치의 일 실시 형태의 기본 구성과, 광이 전파되는 모습을 도시한 개략도,1 is a schematic diagram showing a basic configuration of an embodiment of an optical information reproducing apparatus of the present invention, and a state in which light propagates;
도 2는 도 1에 도시한 광학 정보 재생 장치에 포함되는 정보 기록매체에 기록된 기록 마크를 도시한 모식도,FIG. 2 is a schematic diagram showing recording marks recorded on an information recording medium included in the optical information reproducing apparatus shown in FIG. 1;
도 3은 본 발명의 광학 정보 재생 장치의 일 실시예에 대하여, 정보 기록매체의 기록층 한층 당 투과율과 기록층의 두께와의 관계를 도시한 도면,FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the transmittance per recording layer per layer of the information recording medium and the thickness of the recording layer in one embodiment of the optical information reproducing apparatus of the present invention;
도 4는 본 발명의 광학 정보 재생 장치의 다른 일 실시예에 대하여, 정보 기록매체의 기록층 한층 당 투과율과 기록층의 두께와의 관계를 도시한 도면,FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the transmittance per recording layer per layer of the information recording medium and the thickness of the recording layer, according to another embodiment of the optical information reproducing apparatus of the present invention;
도 5는 본 발명의 광학 정보 재생 장치의 또 다른 일 실시예에 대하여, 정보 기록매체의 한층 당 투과율과 기록층의 두께와의 관계를 도시한 도면,FIG. 5 is a diagram showing the relation between the transmittance per layer of the information recording medium and the thickness of the recording layer, according to another embodiment of the optical information reproducing apparatus of the present invention; FIG.
도 6은 본 발명의 광학 정보 재생 장치의 다른 일 실시 형태의 기본 구성과, 광이 전파되는 모습을 도시한 개략도,6 is a schematic diagram showing a basic configuration of another embodiment of the optical information reproducing apparatus of the present invention, and a state in which light propagates;
도 7은 종래의 광학 정보 기록 재생 장치의 일례의 구성과, 광이 전파되는 모습을 도시한 개략도,7 is a schematic diagram showing a configuration of an example of a conventional optical information recording and reproducing apparatus, and a state in which light propagates;
도 8은 도 7에 도시한 광학 정보 기록 재생 장치에 포함되는 정보 기록매체 에 기록된 기록 마크를 도시한 모식도이다.FIG. 8 is a schematic diagram showing recording marks recorded on an information recording medium included in the optical information recording and reproducing apparatus shown in FIG.
본 발명의 광학 정보 재생 장치는, 3차원적으로 정보의 기록이 가능한 정보 기록매체의 기록부에 마크 길이 기록 방식으로 기록된 정보를 재생할 때, 정보 기록매체의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 포함하는 광(예를 들면, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광이나, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로 하는 타원 편광)을 재생광으로 이용하고 있다. 또한, 정보 기록매체의 트랙 피치는 재생광의 파장(λ1)의 1.3배 이하이다. 기록부 내에서 거의 동일 평면상에 형성된 기록 마크의 열(列)을 하나의 기록면(하나의 기록층)으로 하면, 본 발명의 장치와 같은 재생광에 의하여, 재생의 목적으로 하는 정보가 기록되어 있는 기록층보다 가까운 쪽(광 입사측, 대물렌즈측)에 위치하는 기록층의 기록 마크에 기인하는 회절 손실을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 3차원적으로 정보가 기록된 정보 기록매체라 하더라도, 양호한 SN비(S/N)로 정보를 재생할 수 있다. 또, 기록층의 층수가 많더라도 정보의 재생이 가능하게 되므로, 층수를 증가시켜 용량을 증가시키는 것도 가능하게 된다. The optical information reproducing apparatus of the present invention, when reproducing information recorded in a mark length recording method on a recording portion of an information recording medium capable of recording information three-dimensionally, polarizes in a direction perpendicular to the track direction of the information recording medium. Light containing a polarization component as a main component (for example, linearly polarized light polarized in a direction perpendicular to the track direction or an elliptical polarization mainly composed of a polarized light component polarized in the direction perpendicular to the track direction) as reproduction light I use it. Further, the track pitch of the information recording medium is 1.3 times or less the wavelength λ 1 of the reproduction light. When a row of recording marks formed on substantially the same plane in the recording unit is one recording surface (one recording layer), information for the purpose of reproduction is recorded by the reproduction light as in the apparatus of the present invention. Diffraction loss due to the recording mark of the recording layer located closer to the recording layer (light incidence side, objective lens side) can be reduced. As a result, even in an information recording medium on which information is recorded three-dimensionally, the information can be reproduced with a good SN ratio (S / N). In addition, even if the number of recording layers is large, information can be reproduced, so that the capacity can be increased by increasing the number of layers.
본 발명의 광학 정보 재생 장치에서는, 제1 광원이 정보 기록매체의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 함유하는 재생광을 출사하는 구성으로 하여도 되고, 기록부에 집광되는 재생광이 정보 기록매체의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 함유하도록, 제1 광원과 대물렌즈 사이의 광로 중에, 제1 광원으로부터 출사된 재생광의 편광 상태를 변환하는 광학 부품(예를 들면 파장판)을 추가로 포함하는 구성으로 하여도 된다.In the optical information reproducing apparatus of the present invention, the first light source may be configured to emit a reproducing light containing, as a main component, a polarization component polarized in a direction perpendicular to the track direction of the information recording medium, and the reproducing focused on the recording unit. An optical component for converting the polarization state of the reproduction light emitted from the first light source in the optical path between the first light source and the objective lens so that the light contains, as a main component, a polarization component that polarizes in a direction perpendicular to the track direction of the information recording medium. (For example, a wave plate) may be further included.
본 발명의 광학 정보 재생 장치는, 재생 기구뿐만 아니라 기록 기구를 구비한 광학 정보 기록 재생 장치이어도 된다. 이 경우, 상기 제1 광원이 또한 기록광을 출사하도록 하는 구성으로 하여도 되고, 기록광을 출사하는 제2 광원을 추가로 구비한 구성으로 하여도 된다. 광학 정보 기록 재생 장치인 경우, 대물렌즈는 재생광과 마찬가지로 기록광을 정보 기록매체에 포함되는 기록부에 집광할 수 있다. 이 때, 기록부에 집광되는 기록광이, 정보 기록매체의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 함유하여도 된다. 또, 재생광의 파장(λ1)과 기록광의 파장(λ2)은 서로 다르게 되어 있으며, 파장의 차이를 이용하여, 기록부에 집광되는 재생광이 정보 기록매체의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 함유하도록, 또한 기록부에 집광되는 기록광이 원편광이 되도록, 제1 광원과 대물렌즈 사이의 광로 중에, 제1 광원으로부터 출사된 재생광의 편광 상태와, 제1 광원 또는 제2 광원으로부터 출사된 기록광의 편광 상태를 변환하는 광학 부품이 추가로 설치되어 있어도 된다. 이 광학 부품으로는, 예를 들면, 재생광에 대하여 실질적으로 λ1/2의 정수배 판, 즉 λ1/2판, λ1판, 3λ1/2판 등으로서 기능하고, 또한 기록광에 대하여 실질적으로 λ2/4판으로 서 기능하는 파장판을 이용할 수 있다. 또, 기록광으로서 펄스광을 이용하고, 비선형 흡수 현상을 이용하여 기록부에 기록 마크를 형성하여도 된다. 또한, 본 명세서에서의 비선형 흡수 현상이란, 기록부의 흡수 감도가 조사한 광의 에너지에 비례하지 않는 현상으로, 예를 들면, 흡수 감도에 임계값이 있는 경우, 흡수 감도가 광 에너지의 대략 2승(乘) 특성이 되는 2광자 흡수나, 대략 n승 특성(n은 3 이상의 정수)이 되는 다광자 흡수가 발생하는 경우, 2광자 흡수나 다광자 흡수가 계기가 되어 플라즈마가 발생하는 경우, 및 이들이 조합되는 경우 등에 발생하는 현상을 포함하고 있다. 이와 같이 비선형 흡수 현상을 이용하여 정보를 기록하는 경우는, 더욱 고밀도화를 실현하기 위하여, 재생광의 파장(λ1)을 기록광의 파장(λ2)보다 짧게 하는 것이 바람직하다.The optical information reproducing apparatus of the present invention may be an optical information recording and reproducing apparatus provided with a recording mechanism as well as a reproducing mechanism. In this case, the first light source may further be configured to emit the recording light, or may be configured to further include a second light source that emits the recording light. In the case of the optical information recording and reproducing apparatus, the objective lens can focus the recording light onto the recording unit included in the information recording medium, similarly to the reproduction light. At this time, the recording light focused on the recording unit may contain, as a main component, a polarization component that polarizes in a direction perpendicular to the track direction of the information recording medium. In addition, the wavelength λ 1 of the reproduction light and the wavelength λ 2 of the recording light are different from each other, and by using the difference in wavelengths, the reproduction light focused on the recording portion is polarized in a direction perpendicular to the track direction of the information recording medium. The polarization state of the reproduction light emitted from the first light source and the first light source or the first light source in the optical path between the first light source and the objective lens such that the polarizing component An optical component for converting the polarization state of the recording light emitted from the two light sources may be further provided. This optical component is, for example, and substantially functions as an integral multiple plates of λ 1/2, i.e., λ 1/2 plate, λ 1 plate, 3λ 1/2 plate or the like with respect to the reproduction light, and the recording light substantially it can be used for standing-wave plate functions to λ 2/4 plate. In addition, you may form a recording mark in a recording part using pulsed light as recording light, and nonlinear absorption phenomenon. In addition, the nonlinear absorption phenomenon in this specification is a phenomenon in which the absorption sensitivity of a recording part is not proportional to the energy of the irradiated light, For example, when there exists a threshold value in absorption sensitivity, an absorption sensitivity is a power of approximately 2 times of light energy. ), When two-photon absorption, or multi-photon absorption with approximately n-square characteristics (n is an integer greater than or equal to 3) occurs, when two-photon absorption or multi-photon absorption is triggered and plasma is generated, and combinations thereof It includes the phenomenon that occurs when it is. When information is recorded using the nonlinear absorption phenomenon in this manner, in order to realize higher density, it is preferable to make the wavelength λ 1 of the reproduction light shorter than the wavelength λ 2 of the recording light.
본 발명의 광학 정보 재생 장치는, 또한, 정보 기록매체와 제1 광 검출기 사이의 광로 중에, 핀홀이 설치된 핀홀판을 포함하고 있어도 된다. 이 핀홀판에는, 반사광에 포함되어 있는 목적의 정보를 반영하는 광을 통과시키도록 하는 직경을 갖는 핀홀을 설치하여 둔다. 이와 같은 핀홀판을 배치함으로서, 제1 광 검출기가 재생해야 할 기록층과는 다른 기록층으로부터의 반사광(불필요한 반사광)의 검출을 억제할 수 있으므로, 층간 크로스토크를 감소시킬 수 있다. 또, 제1 광 검출기에 설치된 수광부의 면적을 반사광에 포함되어 있는 목적의 정보를 반영하는 광을 수광하는 면적으로 설정함으로써, 반사광을 핀홀에 통과시키지 않아도 동일한 효과를 얻을 수 있다. The optical information reproducing apparatus of the present invention may further include a pinhole plate provided with a pinhole in an optical path between the information recording medium and the first optical detector. The pinhole plate is provided with a pinhole having a diameter that allows light to reflect the target information contained in the reflected light. By arranging such a pinhole plate, detection of reflected light (unnecessary reflected light) from a recording layer different from the recording layer to be reproduced by the first photodetector can be suppressed, so that interlayer crosstalk can be reduced. Further, by setting the area of the light receiving portion provided in the first photodetector as the area for receiving the light reflecting the target information contained in the reflected light, the same effect can be obtained without passing the reflected light through the pinhole.
본 발명의 광학 정보 재생 장치는, 포커스/트랙 오차 신호를 검출하는 제2 광 검출기와, 정보 기록매체와 제2 광 검출기 사이의 광로 중에 배치되어 반사광을 분기(分岐)하는 포커스/트랙 오차 신호 검출 소자를 추가로 포함하고 있어도 된다. 이 때, 핀홀판이 설치되어 있는 경우는, 포커스/트랙 오차 신호 검출 소자로 분기된 적어도 하나의 분기광을 핀홀에 통과시키지 않고 제2 광 검출기에 유도하도록 한다.The optical information reproducing apparatus of the present invention is a second optical detector for detecting a focus / track error signal, and a focus / track error signal detection arranged in an optical path between the information recording medium and the second optical detector to split the reflected light. You may further include an element. At this time, when the pinhole plate is provided, at least one branched light branched by the focus / track error signal detection element is guided to the second photodetector without passing through the pinhole.
본 발명의 광학 정보 재생 장치에 있어서, 정보 기록매체에 형성되는 기록 마크가 보이드(void)(상세 내용에 대해서는 후술한다.)인 경우는, 본 발명의 효과가 크다. 또, 기록 마크는, 기록 재료의 굴절률 변화를 이용하여 형성된 기록 피트여도 된다.In the optical information reproducing apparatus of the present invention, when the recording mark formed on the information recording medium is void (details will be described later), the effect of the present invention is great. In addition, the recording mark may be a recording pit formed by using the refractive index change of the recording material.
이하 본 발명의 실시 형태에 관하여, 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described, referring drawings.
(실시 형태 1)(Embodiment 1)
본 발명의 실시 형태 1의 광학 정보 재생 장치에 관하여, 도 1 및 도 2를 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태의 광학 정보 재생 장치는 재생 기능에 부가하여 기록 기능도 구비하고 있으므로, 이하, 광학 정보 기록 재생 장치라고 기재한다. The optical information reproducing apparatus of Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. In addition, since the optical information reproducing apparatus of the present embodiment has a recording function in addition to the reproducing function, the optical information reproducing apparatus will be described below.
도 1은, 본 실시 형태에 있어서의 광학 정보 기록 재생 장치의 기본 구성과 광이 전파되는 모습을 도시한 개략도이고, 도 2는, 동일한 광학 정보 기록 재생 장치에 포함되는 정보 기록매체에 형성된 기록 마크를 도시한 개략도이다.Fig. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of the optical information recording and reproducing apparatus according to the present embodiment and the state where light is propagated, and Fig. 2 is a recording mark formed on the information recording medium included in the same optical information recording and reproducing apparatus. It is a schematic diagram showing.
본 실시 형태의 광학 정보 기록 재생 장치에는, 기록용 광원(제2 광원)(20a) 및 재생용 광원(제1 광원)(20b)의 2종류의 광원이 설치되어 있다. 기록용 광원(20a)으로부터 출사되는 기록광(22a)의 파장(λ2)과, 재생용 광원(20b)으로부터 출사된 재생광(22b)의 파장(λ1)은 서로 상이하다. 이들 2개의 광원(20a, 20b)으로부터 정보 기록매체(21)까지의 광로 중에, 빔 스플리터(18a), 콜리메이터 렌즈(16), 빔 스플리터(18b), 입상(立上) 미러(12), 파장판(10), 구면 수차 보정 소자(13) 및 대물렌즈(6)가 배치되어 있다. 복로(復路)가 되는, 빔 스플리터(18b)로부터 광 검출기(19a, 19b)로 향하는 광로에는, 포커스/트랙 오차 신호 검출 소자(15) 및 검출 렌즈(11)가 설치되어 있다. 또한, 검출 렌즈(11)와 재생 신호를 검출하는 제1 광 검출기(19a) 사이의 광로에는, 정보 기록매체(21)의 층간 크로스토크를 감소시키기 위한 핀홀을 갖는 핀홀판(14)이 배치되어 있다. In the optical information recording and reproducing apparatus of this embodiment, two kinds of light sources are provided, a light source for recording (second light source) 20a and a light source for reproduction (first light source) 20b. The wavelength λ 2 of the
정보 기록매체(21)는 3차원적으로 기록 가능한 매체로서, 기판(9)상에 기록부(3) 및 보호층(4)이 설치된 구성이고, 정보의 기록 및 재생시에는 보호층(4)이 광 입사측이 되도록 배치된다. 기록부(3)에는, 기록층(1a~1d)과 중간층(2a~2c)이 교대로 적층되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 4층의 기록층과 3층의 중간층에 의하여 기록부(3)가 형성되어 있지만, 적층되는 기록층의 수는 이에 한정되지 않는다. 또, 기록부(3)는 반드시 복수의 기록층이 적층된 다층 구조일 필요는 없으며, 3차원적으로 정보를 기록할 수 있으면 된다. 이로 인해, 소위 벌크 구조와 같이 기록부(3)의 전체가 하나의 기록층으로 형성되어 있으며, 이 기록층이 3차원적으로 정보를 기록할 수 있는 것이면 문제없다.The
정보 기록매체(21)의 기록층(1a~1d)은, 예를 들면 소정의 온도에서 열변형 등이 발생하여 굴절률이 변화하는 재료로 형성되어 있으며, 굴절률 변화가 발생한 부분이 기록 피트(기록 마크)(5)가 된다. 도 2에는, 정보 기록매체(21)의 기록부(3)를 구성하고 있는 복수의 기록층 중의 하나에 대하여, 각 트랙에 형성된 기록 피트(5)의 열이 모식적으로 표시되어 있다. 본 실시 형태에서는, 각 기록층에서의 각 트랙은, 트랙 홈은 없고, 가상적으로 상정된 것이며, 각 기록 마크를 기록해 가는 경로를 트랙으로 하고 있다. 그러나, 트랙 홈 등을 실제로 설치하여도 된다. 또한, 도 2에서는 5개의 트랙(23a~23e)만을 도시하고 있으며, 각 트랙에 형성된 기록 피트(5)에는 해칭이 실시되어 있다. 또, 도면 중, Y축은 트랙 방향을 나타내고 있으며, X축은 트랙 방향에 대하여 수직인 방향을 나타내고 있다. 기록 피트(5)는 마크 길이 기록 방식으로 형성되어 있으며, 트랙 방향의 길이(종방향의 길이)(도면 중, ML로 나타낸다. 이하, 마크 길이라고 표기하는 경우도 있다.)는 복수 단계(예를 들면 7단계)로 변화한다. 기록 피트(5)의 폭(횡방향의 길이)은 일정하다. 또한, 도 2에서는 트랙 방향을 Y축 방향으로 연장되는 직선으로 하고 있지만, 정보 기록매체(21)가 디스크 형상인 경우는, 트랙은 원호의 일부가 되는 곡선이다. 따라서, 정보 기록매체(21)가 디스크 형상인 경우, X축 방향이 디스크의 반경 방향에 해당하고, Y축 방향이 디스크에 설치된 트랙의 탄젠셜 방향에 해당한다.The recording layers 1a to 1d of the
본 실시 형태의 광학 정보 기록 재생 장치의 정보 기록매체(21)에서는, 서로 인접하는 트랙의 간격을 나타내는 트랙 피치(도면 중 TP로 나타낸다.)는, 재생광 (22b)의 파장(λ1)의 1.3배 이하이며, 바람직하게는 재생광(22b)의 파장(λ1) 이하이다. 이와 같은 트랙 피치로 설정함으로써, 기록층의 투과율을 높게 할 수 있다. 재생광(22b)의 파장(λ1)이 예를 들면 0.405㎛인 경우, 트랙 피치는, 예를 들면 0.32㎛로 할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 기록 피치(5)의 마크 길이는, 예를 들면 0.149㎛~0.596㎛의 범위에서 7단계로 변화시키고 있으며, 소위 2T~8T의 기록 마크에 해당한다. 기본 길이(T)는 0.0745㎛이다. 기록 피트(5)의 폭은, 트랙 피치의 반분으로 할 수 있으며, 예를 들면 0.16㎛이다. 이 경우, 3T~8T의 기록 피트(5)는, 종방향의 길이 쪽이 횡방향의 길이보다 큰 긴 형상(트랙 방향으로 긴 형상)이다. 따라서, 정보 기록매체(21)의 각 기록층에서는, 긴 형상인 기록 마크의 총면적이, 긴 형상 이외의 형상인 기록 마크의 총면적보다 크다.In the
본 실시 형태에서는, 2광자 흡수 현상이나 다광자 흡수 현상 등의 비선형 흡수 현상을 이용하여 정보 기록매체(21)에 정보를 기록하기 때문에, 기록용 광원(20a)에는, 파장(λ2)이 예를 들면 0.66㎛이고, 펄스 폭이 100펨토초~10나노초인 펄스광을 출사하는 반도체 펄스 레이저 광원이 적절하게 이용된다. 한편, 재생용 광원(20b)에는, 파장(λ1)이 예를 들면 0.405㎛인 광을 출사하는 반도체 레이저 광원을 이용할 수 있다. 광원으로 반도체 레이저를 이용함으로써, 소형화 및 저비용화가 가능하게 된다. 비선형 흡수 현상을 이용하여 정보를 기록하는 경우, 재생광(22b)의 파장(λ1)을 기록광(22a)의 파장(λ2)보다 짧게 함으로써, 보다 고밀도화를 도모할 수 있다. 그 이유는, 비선형 흡수 현상을 이용하여 형성되는 기록 피트는, 통상의 기록으로 기록된 것보다 작게 할 수 있기 때문이다. 예를 들면, λ2=0.66㎛에서 2광자 흡수 기록을 행할 때, 스폿 직경은, 통상의 경우보다 1/(21/2)배로 작게 할 수 있으므로, 실질적으로는 0.47㎛의 파장에서 통상 기록한 경우와 동일하다. 그러한 이유에서, 재생광의 파장(λ1)을 기록광의 파장(λ2)보다 짧게, 바람직하게는 λ1=λ2/(21/2) 정도로 짧게 함으로써 λ1=λ2의 경우보다 약 2배의 고밀도화가 가능하게 된다.In this embodiment, since information is recorded on the
본 실시 형태의 정보 기록 재생 장치는, 정보 기록매체(21)에 집광될 때에 재생광(22b)이 정보 기록매체(21)의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광이 되도록 구성되어 있다. 이와 같은 직선 편광을 이용하여 상기한 바와 같은 마크 길이 기록 방식으로 기록된 정보를 재생함으로써, 목적으로 하는 기록층에 도달할 때까지 다른 기록층을 통과해야만 하는 경우에서도, 광의 회절 손실을 감소시켜 양호한 재생 신호를 얻을 수 있다. 또한, 정보 기록매체(21)에 집광되는 기록광의 편광 상태는 특별하게는 한정되지 않으며, 본 실시 형태에서는 원편광이 되도록 장치를 구성하고 있다.The information recording / reproducing apparatus of the present embodiment is configured such that when the light is collected on the
파장판(10)은, 대물렌즈(6)와 광원(20a, 20b) 사이의 기록광(22a) 및 재생광(22b)의 공통 광로에 배치되어 있지만, 파장의 차이를 이용하여, 기록광(22a)의 파장(λ2)에 대해서는 실질적으로 1/4 파장판 또는 그에 근접하도록 설계되고, 재생광 (22b)의 파장(λ1)에 대해서는 실질적으로 1/2의 정수배의 파장판, 즉 1/2 파장판, 1 파장판 또는 3/2 파장판 등이 되거나, 혹은 그에 근접하도록 설계되어 있다. 이것은, 정보 기록매체(21)에 집광되었을 때에, 재생광(22b)이 직선 편광, 기록광(22a)이 원편광이 되도록 하기 위해서이다. 또, 빔 스플리터(18a)도, 파장의 차이를 이용하여, 기록광(22a)은 투과시키고, 재생광(22b)은 반사시키도록 설계되어 있다. 또한, 빔 스플리터(18b)도, 파장의 차이를 이용하여, 기록광(22a)에 대해서는 편광 빔 스플리터로서 기능하고, 재생광(22b)에 대해서는 편광 방향에 거의 의존하지 않는 하프 미러(half mirror)로서 기능하도록 설계되어 있다.The
다음에, 본 실시 형태의 광학 정보 기록 재생 장치에 있어서의 기록 방법에 관하여 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 기록 시에 있어서는, 기록용 광원(20a)으로부터 Y축 방향으로 출사된, 직선 편광으로 피크 파워가 비교적 큰 펄스 레이저광인 기록광(22a)은, 빔 스플리터(18a)를 통과하고, 콜리메이터 렌즈(16)에 의하여 대략 평행광이 되며, 빔 분기 소자인 빔 스플리터(18b)를 투과하여, 입상 미러(12)에 의하여 광로가 -Z축 방향으로 휘어진다. -Z축 방향으로 휘어진 기록광(22a)은, 파장판(10)에서 실질적으로 원판광으로 변환되고, 구면 수차 보정 소자(13)를 통과하여(도면 중, 8로 나타내는 광), 예를 들면, 개구수 NA=0.85, 초점 거리 2㎜의 대물 렌즈(6)에 의하여, 정보 기록매체(21)의 보호층(4)을 통과하여 기록부(3)의 목적으로 하는 기록층(도 2에서는, 기록층(1b))에 집광되고(이하, 정보 기록매체(21)에 집광되는 광을 수속광(7)이라고 하는 경우가 있다.), 2광자 흡수 현 상 또는 다광자 흡수 현상 등과 같은 비선형 흡수 현상을 이용하여, 기록층(1b)에, 도 2에 도시하는 바와 같은 기록 피트(5)의 열이 기록된다.Next, the recording method in the optical information recording and reproducing apparatus of the present embodiment will be described. As shown in Fig. 1, at the time of recording, the
수속광(7)이 목적으로 하는 기록층에 도달하기까지 통과하는 기록부(3)의 두께가, 기록 피트(5)의 기록 깊이에 따라 상이하기 때문에, 기록용 광원(20a)으로부터 대물렌즈(6)까지의 광로 중에 설치한 구면 수차 보정 소자(13)로, 기록부(3) 중에 기록하는 기록 피트(5)의 기록 깊이에 따라 구면 수차량을 제어하면서 기록하도록 하면, 양호한 기록 피트(5)를 형성할 수 있다. 구면 수차 보정 소자(13)에는, 굴절률 분포가 가변(可變)인 액정 소자나, 오목렌즈와 볼록렌즈를 조합하여 액추에이터로 양 렌즈의 광축 방향의 간격을 가변으로 한 빔 익스펜더 등을 이용할 수 있다.Since the thickness of the
예를 들면 2광자 흡수 현상을 이용하여 기록을 행할 경우, 기록 파장(λ2)의 절반인 파장의 광을 흡수하는 재료를 기록 재료로서 이용하면, 예를 들면, 수 100mW~수W 이상으로 비교적 피크 파워가 높고, 100펨토초~10나노초의 펄스 폭이 작은 기록광을 조사하면, 대물렌즈(6)에 의하여 집광된 광의 파워 밀도가 높은 부분(집광점)에 파장이 반분이 된 것과 같은 효과가 발생하여, 기록 재료에 흡수가 일어나고, 기록 피트(5)가 기록된다. 이와 같이 집광점만으로 흡수가 발생하기 때문에, 깊은 영역의 기록층에 기록을 행하는 경우라 하더라도 광이 그다지 감쇠되지 않는다. 이로 인해, 비선형 흡수 현상을 이용한 기록 방법은, 다층 메모리 등과 같은 3차원 광 메모리에 적합하다.For example, when recording using a two-photon absorption phenomenon, when a material that absorbs light having a wavelength that is half of the recording wavelength λ 2 is used as the recording material, for example, it is relatively high in several 100 mW to several W or more. Irradiating recording light with a high peak power and a small pulse width of 100 femtoseconds to 10 nanoseconds has the same effect as having half the wavelength at the high power density portion (condensing point) of the light focused by the
일반적으로, 기록 피트(5)는, 기록층(1)의 광학 정수의 변화를 이용하여, 3차원적으로 기록되지만, 본 실시 형태에서는, 기록 재료의 굴절률 변화를 주로 이용하여 기록하고 있다. 기록 재료로서는, 예를 들면 포토폴리머, 디아릴에텐 등의 색소, 산화아연(ZnO) 등으로 이루어진 초미립자를 혼입한 수지 및 TeO2 등이 적합하며, 굴절률 변화를 이용함으로써 광의 흡수 손실을 줄일 수 있다. 기록광 조사 방법으로 굴절률 변화량을 제어할 수 있지만, 수W~수10kW로 비교적 피크 파워가 높은 펄스광을 이용하면, 보이드라고 하는 중공(中空)의 피트를 형성하는 것도 가능하다. 또한, 중공의 피트를 형성한다는 것은, 기록층에 구멍을 설치한다는 것이다. 보이드의 경우는, 굴절률이 1.0이기 때문에, 기록 재료의 굴절률이 예를 들면 1.7인 경우, 굴절률 변화량은 Δn=-0.7로 커진다. 이로 인해, 콘트라스트 좋게 신호를 재생할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 상(相)변화 재료로 기록층을 형성하는 경우, 광의 흡수를 이용한 기록이기 때문에 기록층의 층수가 많은 경우는 적합하지 않지만, 2~6층 정도의 다층 구조의 정보 기록매체에 있어서의 기록층으로서 사용하는 것은 가능하다.In general, the
다음에, 본 실시 형태의 광학 정보 기록 재생 장치에 있어서의 재생 방법에 관하여 설명한다. 재생 시에 있어서는, 재생용 광원(20b)으로부터 출사된 직선 편광의 레이저광인 재생광(22b)은, 빔 스플리터(18a)에 의하여 Y축 방향으로 휘어지고, 콜리메이터 렌즈(16)에 의하여 대략 평행광이 되고, 빔 스플리터(18b)를 투과하여, 입상 미러(12)에 의하여 광로가 -Z축 방향으로 휘어진다. -Z축 방향으로 휘 어진 재생광(22b)은, 파장판(10), 구면 수차 보정 소자(13)를 통과하여(도면 중, 8로 나타내는 광), 직선 편광인 상태로, 대물렌즈(6)에 의하여 정보 기록매체(21)의 기록부(3)의 목적으로 하는 기록층에 집광한다(수속광(7)). 대물렌즈(6)로 정보 기록매체(21)에 집광하는 재생광(22b)은, 정보 기록매체(21)의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광이다. 구체적으로는, 재생용 광원(20b)이 트랙 방향에 대하여 평행하게 편광하는 직선 편광을 출사하는 경우는, 재생광(22b)의 파장(λ1)에 대하여 1/2 파장판으로서 기능하는 파장판(10)을 설치하여 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광으로 변환한다. 또, 재생용 광원(20b)이 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광을 출사하는 경우는, 파장판(10)을 재생광의 파장(λ1)에 대하여 하나의 파장판으로서 기능하는 것을 이용하는, 등에 의하여, 상기한 바와 같은 직선 편광을 얻을 수 있다. 이와 같은 편광 상태를 갖는 광을 재생광으로 이용함으로써, 기록층(1b)의 기록 피트(5)를 재생할 때에, 가까운 쪽에 있는 기록층(1c, 1d)의 기록 피트(5)에 의한 회절 손실을 줄일 수 있다.Next, the reproduction method in the optical information recording and reproducing apparatus of the present embodiment will be described. At the time of reproduction, the
또한, 가까운 쪽의 기록층에 형성된 기록 피트(5)에 의한 회절 손실을 저하시키기 위해서는 기록층 한층 당 두께를 얇게 하는 것이 바람직하지만, 기록층이 지나치게 얇으면 정보의 신호가 되는 기록 피트(5)로부터의 반사율이 저하한다. 이로 인하여, 예를 들면 기록 재료의 굴절률이 1.7이고 기록 피트(5)를 보이드로 하는 경우, 반사율 1%~8%를 얻기 위하여, 기록층 한층 당 두께는 0.02㎛~0.05㎛로 하는 것이 바람직하다.Further, in order to reduce the diffraction loss caused by the
기록 피트(5)에 의하여 반사된 광은, 역방향으로 되돌아가고, 대물렌즈(6), 구면 수차 보정 소자(13), 파장판(10), 입상 미러(12)를 순차로 통과하고, 빔 스플리터(18b)에 의하여 광축이 Z 방향으로 휘어지고, 회절형 포커스/트랙 오차 신호 검출 소자(15)에 의하여 복수의 광으로 분기시켜(단, 도 1에서는 간략화를 위해, 회절형 포커스/트랙 오차 신호 검출 소자(15)로부터 검출 렌즈(11)까지의 광로에 있어서 분기광은 도시하지 않음.), 검출 렌즈(11)에 의하여 수속광(17a, 17b)이 된다. 검출 렌즈(11)상에서의 림(rim) 강도는 예를 들면 O.8이다. 재생 신호를 얻기 위한 반사광인 수속광(17a)은, 핀홀판(14)에 설치된 핀홀을 통과하여, 광 검출기(19a)에 의하여 재생 신호가 검출된다. 분기된, 포커스/트랙 오차 신호가 되는 수속광(17b)은, 핀홀을 통과시키지 않고, 별도의 제2 광 검출기(19b)에서 검출된다. 포커스/트랙 오차 신호가 되는 수속광(17b)이 핀홀을 통과하지 않는 구성이기 때문에, 비점수차법이나 3빔 트래킹법과 같은 종래의 방법으로, 각각 포커스 오차 신호나 트랙 오차 신호를 검출할 수 있다.The light reflected by the
검출 렌즈(11)의 초점 거리는, 예를 들면 33mm이고, 광 검출기(19)측에서의 에어리 디스크(airy disk) 직경은 예를 들면 9.6㎛가 된다. 핀홀판(14)은, 재생 신호 검출을 위한 수속광(17a)의 대략 초점의 위치에 핀홀이 오도록 설치한다. 이것은, 재생하는 기록층(1b)의 상하에 위치하는 다른 기록층(1a, 1c, 1d)에서 반사한 광, 즉, 재생의 목적으로 하는 기록층의 기록 피트와는 별도의 기록층의 기록 피트로 반사한 광(불필요 반사광)인 크로스토크(층간 크로스토크) 광이 핀홀 사이 즈보다 확장된 광이 핀홀 내에 들어가지 않게 되기 때문에, 층간 크로스토크를 감소시키는 효과가 있다. 또, 핀홀판(14)을 설치하는 대신에, 수광부가 핀홀 직경의 크기를 갖는 미소(微小) 광 검출기를 제1 검출기(19a)로서 이용함으로써도, 동일한 효과를 얻을 수 있다. The focal length of the
본 실시 형태에서는, 핀홀의 크기를 수속광(17a)의 에어리 디스크 직경의 5배 이하로 함으로써, 예를 들면, 서로 인접하는 기록층의 간격을 5~8㎛로 한 경우에 문제없는 레벨(층간 크로스토크량≤30dB)까지 재생 신호의 품질을 향상시키는 것이 가능하다. 핀홀의 크기를 작게 하면 기록층의 간격을 보다 작게 하는 것이 가능하게 되지만, 지나치게 작게 하면, 핀홀에 들어오는 광량이 감소하거나, 환경 온도에 따라 광학계가 변형되어 수속광(17a)이 핀홀의 중심으로부터 벗어나는 경우가 있기 때문에, 이들을 고려하여 핀홀의 크기를 결정할 필요가 있다.In this embodiment, the size of the pinhole is 5 times or less the diameter of the airy disk of the converging light 17a, so that, for example, a level without problem when the interval between adjacent recording layers is set to 5 to 8 占 퐉 (interlayer) It is possible to improve the quality of the reproduction signal up to crosstalk amount? If the size of the pinhole is made smaller, the gap between the recording layers can be made smaller. However, if the size of the pinhole is made too small, the amount of light entering the pinhole is reduced, or the optical system is deformed according to the environmental temperature so that the converged
또, 광학 정보 기록 재생 장치의 다른 예로서, 빔 스플리터(18b)를, 기록광(22a)과 재생광(22b) 중 어느 쪽에 대해서도 편광 방향에 거의 의존하지 않는 하프 미러로 하거나, 또한, 파장판(10)을 설치하지 않는 구성으로 하여도 된다. 이 구성에서는, 도 1에 도시하는 광학 정보 기록 재생 장치보다 기록광(22a)의 이용 효율은 저하하지만, 정보 기록매체(21) 내에서 발생할 가능성이 있는 복굴절의 영향을 저감할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 또, 기록광(22a)에 관하여서도, 회절 손실이 적은 편광 방향이 되므로, 정보 기록매체(21) 중에서의 광 강도의 감쇠를 억제하는 것이 가능하게 된다.As another example of the optical information recording and reproducing apparatus, the
다음에, 광의 편광 상태와 회절 손실과의 관계를 설명하기 위하여, 광의 편 광 방향의 차이에 대한 기록층의 투과율 변화에 관하여 구체적으로 서술한다. 도 3은, 편광 방향이 다른 두 종류의 광에 관하여, 정보 기록매체(21)를 구성하는 기록층 한층 당 투과율과, 기록층의 두께와의 관계를 각각 도시하고 있다. 산화아연(ZnO)으로 이루어진 미립자 약 55wt%와 폴리에스테르 약 45wt%를 포함하는 복합 재료를 이용하여 두께가 다른 기록층을 제작하고, 각각의 기록층에 대하여 투과율을 측정하였다. 산화아연의 미립자로서는, 입자직경 30nm 이하의 것을 이용하였다. 기록층에는, 트랙 피치 0.32㎛의 트랙 상에, 기록 마크가 형성되어 있었다. 여기서의 기록 마크는, 폭은 0.16㎛로 하고, 마크 길이는 0.149㎛~0.596㎛의 범위에서 7단계로 변화시킨, 이른바 2T~8T에 상당하는 기록 마크였다. 기록 마크는 보이드로 하고, 보이드가 형성되어 있지 않은 부분의 기록층의 굴절률은 1.7, 보이드 부분의 굴절률은 1.0이었다. 여기서 이용한 광은, Y방향 편광(트랙 방향으로 편광하는 직선 편광) 및 X방향 편광(트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광)이며, 파장은 모두 0.405㎛이었다.Next, in order to explain the relationship between the polarization state of light and the diffraction loss, the change in transmittance of the recording layer with respect to the difference in the polarization direction of light will be described in detail. FIG. 3 shows the relationship between the transmittance per layer of the recording layer constituting the
이상과 같은 조건에서 기록층의 투과율을 측정한 바, X방향 편광 쪽이, Y 방향 편광에 비하여 투과율이 크다는 것이 확인되었다. 이 결과에 의하면, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광을 이용한 경우, 재생하고자 하는 기록층보다 가까운 쪽에 위치하는 기록층의 투과율을 높게 유지할 수 있기 때문에, 재생광의 회절 손실을 줄일 수 있다는 것을 알 수 있었다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 두께가 0.035㎛일 때의 기록층 한층 당 투과율은, X방향 편광에서는 97.5%, Y방향 편광에서는 95.8%였다. 또한, 원편광인 경우의 투과율은, 이들 2곡선의 평균값이다. 예를 들면 두께가 0.035㎛인 기록층을 10층을 통과하였을 때의 투과율은, X방향 편광 및 Y방향 편광에 대하여, 각각 77.6%, 65.1%이고, 20층을 통과하였을 때의 투과율은, 각각, 60.2%, 42.3%이다. 이와 같이, X방향 편광 쪽이 Y방향 편광보다 큰 폭으로 투과율이 향상될 수 있다는 것을 알 수 있었다. 투과율이 향상되면 광의 회절 손실을 억제할 수 있으므로, 노이즈광이 감소하고 재생 신호 광량이 증가하는, 신호의 SN비를 향상시킬 수 있다. 그 결과, 적층하는 기록층의 층수를 더욱 증가시키는 것도 가능하다.When the transmittance of the recording layer was measured under the above conditions, it was confirmed that the X-direction polarized light had a larger transmittance than the Y-direction polarized light. According to this result, when the linearly polarized light polarized in the direction perpendicular to the track direction is used, the transmittance of the recording layer located closer to the recording layer to be reproduced can be maintained higher, so that the diffraction loss of the reproduction light can be reduced. I could see that. As shown in FIG. 3, for example, the transmittance per recording layer when the thickness was 0.035 μm was 97.5% in the X-direction polarization and 95.8% in the Y-direction polarization. In addition, the transmittance | permeability in the case of circular polarization is an average value of these two curves. For example, the transmittance when passing through 10 recording layers having a thickness of 0.035 µm is 77.6% and 65.1% for the X-direction polarization and the Y-direction polarization, respectively, and the transmittances when passing through the 20 layers are respectively. , 60.2%, 42.3%. As described above, it was found that the transmittance can be improved in a width larger than that of the Y-direction polarization. When the transmittance is improved, the diffraction loss of the light can be suppressed, so that the SN ratio of the signal in which the noise light is reduced and the amount of reproduction signal light is increased can be improved. As a result, it is also possible to further increase the number of layers of the recording layers to be stacked.
또, 기록 재료에 포토크로믹 재료인 디아릴에텐을 이용하고, 또한 기록 마크를 굴절률 변화에 의한 기록 피트로 한 경우에 대하여, 마찬가지로 기록층 한층 당 투과율을 측정하였다. 구체적으로는, 중간층에 굴절률 1.45의 자외선 경화형 수지를 이용하여 기록부를 제작한 경우의 결과를 도 4에, 중간층에 굴절률 1.40의 자외선 경화형 수지를 이용하여 기록부를 제작한 결과를 도 5에 도시한다. 또한, 더불어, 기록 마크가 형성되어 있지 않은 부분의 굴절률은 1.55, 기록 마크 부분의 굴절률은 1.65, 굴절률 변화량 Δn=0.1이었다. 도 4 및 도 5에 도시한 결과에 의하면, 기록 재료에 디아릴에텐이 이용되고 있는 경우라 하더라도, 마찬가지로, X방향 편광 쪽이 Y방향 편광보다 높은 투과율이 얻어진다는 것이 확인되었다.In addition, the transmittance per recording layer was similarly measured with respect to the case where the diaryl ethene which is a photochromic material was used for recording material, and the recording mark was made into the recording pit by a change of refractive index. Specifically, FIG. 4 shows the result of the case where the recording part is produced using the ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.45 in the intermediate layer, and FIG. 5 shows the result of the recording part being produced using the ultraviolet curable resin having the refractive index of 1.40 in the intermediate layer. In addition, the refractive index of the portion where the recording mark was not formed was 1.55, the refractive index of the recording mark portion was 1.65, and the refractive index change amount Δn = 0.1. According to the results shown in FIGS. 4 and 5, even in the case where diarylethene is used as the recording material, it was confirmed that the transmittance of the X-direction polarization is higher than that of the Y-direction polarization.
또한, 본 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 정보 기록매체(21)에 집광하는 재생광(22b)은 정보 기록매체(21)의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광인 것이 바람직하지만, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 포함하는 타원 편광에서도 거의 동일한 효과가 얻어진다.In addition, as described in the present embodiment, the
이상으로 설명한 바와 같이, 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광을 재생광으로 함으로써, 마크 길이 기록 방식을 이용하여 정보가 기록되어 있으며, 한층 당 기록 용량이 크고, 또한 층수도 많은 정보 기록매체로부터 정보를 재생할 때에, 각 기록층에서의 회절 손실을 감소시켜 투과율을 향상시키고, 양호한 SN비로 각 기록층을 재생할 수 있는 광학 정보 기록 재생 장치를 제공할 수 있다. As described above, information is recorded by using the mark length recording method by making linearly polarized light polarized in a direction perpendicular to the track direction, and recording information with a larger recording capacity per layer and a larger number of layers. When reproducing information from a medium, an optical information recording and reproducing apparatus capable of reducing diffraction loss in each recording layer to improve transmittance and reproducing each recording layer with a good SN ratio can be provided.
(실시 형태 2)(Embodiment 2)
다음에, 본 발명의 실시 형태 2의 광학 정보 기록 재생 장치에 관하여, 도 6을 이용하여, 실시 형태 1에서 설명한 광학 정보 기록 재생 장치와 다른 점을 중심으로 설명한다. Next, the optical information recording and reproducing apparatus of Embodiment 2 of the present invention will be described focusing on the differences from the optical information recording and reproducing apparatus described in Embodiment 1 using FIG. 6.
도 6은, 본 실시 형태에 있어서의 광학 정보 기록 재생 장치의 기본 구성과 광이 전파되는 모습을 도시한 개략도이다. Fig. 6 is a schematic diagram showing the basic configuration of the optical information recording and reproducing apparatus according to the present embodiment and the state in which light is propagated.
본 실시 형태의 광학 정보 기록 재생 장치는, 기록광 또는 재생광으로서의 광(25)을 출사하는 광원(24)과, 광원(24)으로부터 출사된 광(25)을 정보 기록매체(21)에 포함되는 복수의 기록층(1a~1d) 중 어느 하나에 집광하는 대물렌즈(6)와, 정보 기록매체(21)로부터의 반사광(17a, 17b)을 검출하는 제1 광 검출기(19a) 및 제2 광 검출기(19b)를 구비하고 있다. 또한, 광원(24)으로부터 출사된 광(25)을 대물렌즈(6)까지 유도하기 위하여, 콜리메이터 렌즈(16), 빔 스플리터(26), 입상 미러(12) 및 구면 수차 보정 소자(13)가 설치되어 있다. 빔 스플리터(26)와 제1 광 검출기(19a) 및 제2 광 검출기(19b) 사이에는, 실시 형태 1의 경우와 마찬가지 로, 회절형 포커스/트랙 오차 신호 검출 소자(15), 검출 렌즈(11) 및 적어도 하나의 핀홀을 갖는 핀홀판(14)이 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 정보 기록매체(21)에 조사되는 수속광(7)은, 정보 기록매체(21)의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 직선 편광이다. 또한, 실시 형태 1에서 설명한 장치와 동일한 번호가 부여되어 있는 것은 동일한 기능을 갖는 부재이기 때문에, 여기서는 그 구체적인 설명을 생략한다. 또, 정보 기록매체(21)에 정보를 기록할 때에 마크 길이 기록 방식이 이용되는 것이나 기록 마크의 형상 등에 대해서도, 실시 형태 1과 동일하다.The optical information recording and reproducing apparatus of the present embodiment includes a
본 실시 형태의 광학 정보 기록 재생 장치가, 실시 형태 1에서 설명한 장치와 다른 점은, 예를 들면, 광원(24)으로서, 파장 0.405㎛인 직선 편광을 출사하는 반도체 레이저 광원을 이용하고, 기록광용과 재생광용으로 겸용으로 하고 있는 것이다. 광원(24)은, 기록 시에는 펄스 발진시켜 피크 파워가 큰 레이저광을 출사하고, 재생 시에는 연속 발진시켜 피크 파워가 작은 레이저광을 출사하는 것이다. 이 구성에서는, 광원이 하나이면 되기 때문에, 구성이 간단하게 된다. 또, 광원(24)으로서 반도체 레이저 광원을 이용함으로써, 소형화, 저비용화가 가능하게 된다. 또한, 반도체 레이저 광원은, 출사되는 직선 편광의 편광 상태가 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하도록 설정된다.The optical information recording and reproducing apparatus of the present embodiment differs from the apparatus described in the first embodiment by using a semiconductor laser light source that emits linearly polarized light having a wavelength of 0.405 µm as the
또, 빔 스플리터(26)는, 편광 빔 스플리터가 아니라, 편광 방향에 의존하지 않는 하프 미러이다. 이에 따라, 파장판도 불필요하게 되고, 그 만큼 광 이용 효율은 저하하지만, 정보 기록매체(21) 내에서 발생할 가능성이 있는 복굴절의 영향 을 저감할 수 있다는 효과가 있다.The beam splitter 26 is not a polarizing beam splitter but a half mirror that does not depend on the polarization direction. Accordingly, the wavelength plate is also unnecessary, and the light utilization efficiency is reduced by that amount, but the effect of birefringence that may occur in the
이상과 같은 직선 편광을 재생광으로 이용함으로써, 실시 형태 1의 광학 정보 기록 재생 장치의 경우와 마찬가지로, 각 기록층에서의 회절 손실을 감소시켜 투과 효율을 향상시키고, 양호한 SN비로 각 기록층을 재생할 수 있으며, 한층 당 기록 용량이 크고 층수도 많은 정보 기록매체에 대응한 정보 기록 재생 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 정보 기록매체(21)에 조사되는 재생광으로 직선 편광을 이용하였지만, 정보 기록매체(21)의 트랙 방향에 대하여 수직인 방향으로 편광하는 편광 성분을 주성분으로서 포함하는 타원 편광을 이용한 경우도 동일한 효과를 얻을 수 있다. By using the above linearly polarized light as the reproduction light, as in the case of the optical information recording and reproducing apparatus of the first embodiment, the diffraction loss in each recording layer is reduced to improve transmission efficiency, and each recording layer is reproduced with a good SN ratio. It is possible to provide an information recording and reproducing apparatus corresponding to an information recording medium having a large recording capacity per layer and a large number of layers. In addition, in this embodiment, although linearly polarized light was used as the reproduction light irradiated to the
또, 상기의 실시 형태 1 및 2의 광학 정보 기록 재생 장치에서 이용한 대물렌즈, 콜리메이터 렌즈 및 검출 렌즈는 편의상 명명한 것으로, 일반적으로 말하는 렌즈와 동일하다.The objective lens, collimator lens, and detection lens used in the optical information recording and reproducing apparatuses of the first and second embodiments described above are named for convenience and are the same as the lenses generally mentioned.
또, 상기의 실시 형태 1 및 2의 광학 정보 기록 재생 장치에서는, 정보 기록매체로서 광 디스크를 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 두께나 기록 밀도 등 복수의 사양이 다른 매체나, 카드 형상이나 드럼 형상, 테이프 형상의 제품을 정보 기록매체로서 포함하는 것도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다.In the optical information recording and reproducing apparatuses of the first and second embodiments described above, an optical disk is used as an example of an information recording medium. However, the optical information recording and reproducing apparatus is not limited thereto, and the optical information recording and reproducing apparatus is not limited thereto. Inclusion of a drum-shaped and tape-shaped product as an information recording medium is also included in the scope of the present invention.
본 발명의 광학 정보 기록 재생 장치에 의하면, 마크 길이 기록 방식에 의하여 정보가 기록된 기록층을 복수개 갖는 정보 기록매체를 포함하는 정보 기록 재생 장치에 관하여, 각 기록층에서의 회절 손실을 감소시켜 투과율을 향상시키고, 양호 한 SN비로 각 기록층을 재생할 수 있다. 또, 회절 손실을 감소시킬 수 있으므로, 더불어 기록층의 적층수를 증가시키는 것도 가능하게 되어, 더욱 대용량화를 도모할 수 있다.According to the optical information recording and reproducing apparatus of the present invention, with respect to an information recording and reproducing apparatus including an information recording medium having a plurality of recording layers in which information is recorded by the mark length recording method, the transmittance is reduced by reducing the diffraction loss in each recording layer. The recording layer can be reproduced with a good SN ratio. In addition, since the diffraction loss can be reduced, it is also possible to increase the number of stacked layers of the recording layer, thereby further increasing the capacity.
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